3.2 弹力 同步练习 （Word版含答案）

第三章　相互作用
第二节　弹力
【基础练】
1．(多选)在里约奥运会男子跳水三米板决赛中，我国选手曹缘夺得冠军．如图所示，起跳前，曹缘在跳板的最外端静止站立，则(　　)
A．曹缘对跳板的压力方向竖直向下
B．跳板对曹缘的支持力是由跳板发生形变而产生的
C．曹缘受到的重力大小等于他对跳板的压力大小
D．跳板的弹力是由跳板的形变产生的
2．关于弹力的说法正确的是(　　)
A．只要两个物体接触且发生形变就一定产生弹力
B．弹簧的弹力一定与其形变量成正比
C．轻杆对物体的弹力不一定沿杆方向
D．用一根竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力是由于木头发生形变产生的
3．某弹簧的劲度系数k＝5×10
N/m，在弹性限度内，当它伸长2.5
cm时，产生的弹力是(　　)
A．125
N
B．50
N
C．5
N
D．12.5
N
4．关于下列四幅图中的弹力说法正确的是(　　)
A．甲图中，由于书的形变，对桌面产生向下的弹力F1
B．乙图中，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧的长度成正比
C．丙图中，碗对筷子的弹力沿筷子斜向上，如图中箭头所示
D．丁图中，绳的拉力沿着绳而指向绳拉伸的方向
5．天花板固定一根绳子，绳下系一个小球，下列判断正确的是(　　)
A．小球对绳的拉力使小球发生形变
B．绳子形变后对小球产生拉力
C．小球对绳的拉力方向是竖直向上的
D．球对绳的拉力是绳对天花板的拉力
6．如图所示，为了观察桌面的微小形变，在一张大桌子上放两个平面镜
M
和
N，让一束光一次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点．这个实验中用到的科学方法是(　　)
A．抽象模型法
B．控制变量法
C．微小形变放大法
D．多次测量减小误差法
7．足球运动是深受青少年喜爱的项目之一，如图所示为四种与足球有关的情境．下列说法正确的是(　　)
A．甲图中，静止在草地上的足球对草地的压力就是它的重力
B．乙图中，静止在地上的两个足球由于接触而一定受到相互作用的弹力
C．丙图中，落在球网中的足球会受到弹力是由于球网发生了形变
D．丁图中，被踢出在空中运动的足球受到重力、脚对球的弹力
8．如图所示，质量均为1
kg的物体A、B通过一劲度系数为100
N/m的轻弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B均处于静止状态．现通过细绳将A缓慢向上拉起，当B刚要离开地面时，A上升距离为L，假设弹簧一直在弹性限度内，g取10
N/kg，则(　　)
A．L＝0.1
m
B．L＝0.2
m
C．L＝0.3
m
D．L＝0.4
m
9．如图所示，水平地面上的倾斜直杆顶端固定一小球，则直杆对球的作用力方向为(　　)
A．沿杆向上
B．沿杆向下
C．竖直向上
D．竖直向下
10．下表是某同学为探索弹簧的弹力和伸长的关系所测得的几组数据.
F/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
x/cm
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
(1)请在坐标系中作出F x图线．
(2)弹簧的劲度系数是________N/m.
11．一根轻弹簧在弹性限度内，弹簧原长10
cm，挂上重力为20
N的钩码时长为11
cm.求：
(1)该弹簧的劲度系数；
(2)当弹簧长为13
cm时，弹簧的拉力为多少？
【提升练】
12．如图所示，关于击掌这一动作，下列说法正确的是(　　)
A．甲同学对乙同学的力是乙同学手掌形变产生的
B．乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的
C．甲同学手掌形变的方向是向右的
D．乙同学手掌形变恢复的方向是向右的
13．(多选)一弹簧原长15
cm，受10
N外力作用时长度变为17
cm，若作用在弹簧上的外力大小变为20
N且弹簧仍然在弹性限度内，则下列说法正确的是(　　)
A．弹簧长度变为0.19
m
B．弹簧长度变为0.24
m
C．弹簧的劲度系数为5
N/m
D．弹簧的劲度系数为500
N/m
14．(多选)如图所示为一轻质弹簧的弹力大小和弹簧长度的关系图像，根据图像判断，正确的结论是(　　)
A．弹簧的劲度系数为1
N/m
B．弹簧伸长0.2
m时，弹力的大小为4
N
C．弹簧的原长为0.06
m
D．弹簧的劲度系数为100
N/m
15．某同学利用图示装置测量弹簧测力计的若干参数，实验步骤如下：
(1)将测力计提手竖直悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在测力计一侧．
(2)在测力计挂钩挂上不同质量重物，待重物静止时测量出对应的弹簧长度x及测力计的示数F.
(3)通过数据处理得到如图所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线(不计弹簧自身的重力)．则由图线可得弹簧的原长x0＝________cm
，劲度系数k＝________N/cm；若该同学想知道弹簧测力计外壳的质量，在不增加其他实验器材的前提下，他可以采取的操作及数据处理方法是____________________.(已知当地的重力加速度g)
16．某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，设计了如图甲所示的实验装置，将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将毫米刻度尺设置在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，然后在弹簧下端依次挂1、2、3、4、5个钩码，测出弹簧相应的总长度．每只钩码的质量都是10
g．实验数据见下表．(g取10
N/kg)
钩码质量m/g
0
10
20
30
40
50
弹簧总长度l/cm
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
5.50
弹力大小F/N
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(1)关于本实验，下列说法正确的是________.
A．悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数
B．应在弹簧的弹性限度范围内进行测量
C．在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态
D．在测量弹簧原长时，应将弹簧平放在水平桌面上，使其自然伸长，并测出其长度
(2)根据上述实验数据，在图乙所示的坐标纸上，作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度l之间的关系图像，并求出该弹簧的劲度系数k＝________
N/m.
17．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个未知质量但质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．
(1)为完成该实验，设计的实验步骤如下：
A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；
B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0，测量出一个钩码的重力；
C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；
D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；
E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；
F．解释函数表达式中常数的物理意义；
G．整理仪器．
请你将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：______________________.
(2)图乙是另一位同学实验得到弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m(结果保留三位有效数字)，图线不过原点的原因可能是________________________________________________________
________________．
(3)若实验开始时你将图甲中的红色指针从P位置往下挪到Q，其余实验步骤不变且操作正确，则测量得到弹簧的劲度系数将________(填“变大”“不变”或“变小”)．
参考解析
【基础练】
1【答案】BD
2【答案】C
【解析】产生弹力的两个条件，一个是相互接触，另一个是接触面发生弹性形变，A错误；在弹性限度内，弹力和形变量成正比，B错误；杆对物体的弹力不一定沿杆，这要根据物体所处状态进行判断，如图所示，该情况下轻杆对物体的弹力方向竖直向上，C正确；木头受到竹竿的弹力，是由于竹竿发生形变而产生的，不是木头发生形变产生的，D错误．
3【答案】A
【解析】根据胡克定律F＝kx＝5×10 ×2.5×10－
N＝125
N，故A正确，B、C、D错误．
4【答案】A
【解析】F 为桌面受到的压力，所以是由于书的形变，对桌面产生向下的弹力，A正确；由胡克定律可知，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F与弹簧的形变量成正比，B错误；碗对筷子弹力应垂直该处碗的切面斜向上，即接触点与碗心的连线向上，C错误；绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向，D错误．
5【答案】B
【解析】小球对绳子拉力，是因为球发生弹性形变，同时要恢复原状，所以产生弹力，则球对绳拉力的方向竖直向下，故A、C错误；绳子对小球的拉力是绳子形变后产生的，绳子形变后，要恢复原状，则对小球产生向上竖直拉力，故B正确；球对绳的拉力是绳的受力，绳对天花板的拉力是天花板的受力，仅仅它们的大小是相等的，故D错误．
6【答案】C
【解析】力可以改变物体的形状．用力压桌面，桌面发生形变，平面镜N或M的高度就会发生变化，从而使刻度尺上的光斑移动，然后根据光的反射定律可知该光点的移动情况，把微小形变进行放大，C正确．
7【答案】C
【解析】静止在草地上的足球所受重力和对地面的压力大小相等，但压力不是重力，二者的产生条件不同，不是同一性质的力，故A错误；弹力产生的条件有两个：一是接触并挤压，二是发生弹性形变，若两个足球接触，没有形变，就不产生弹力，所以两个足球光接触不一定产生弹力，故B错误；足球受到弹力是因为球网发生形变要恢复原状，所以足球会受到弹力是由于球网发生了形变，故C正确；弹力的产生首先需要接触，足球飞出后和脚不接触，所以不受脚对球的弹力，故D错误．
8【答案】B
【解析】开始时B在地面上，A、B均处于静止状态，弹簧所受的弹力等于A的重力，由胡克定律得kx1＝mg，当B刚要离开地面时，弹簧处于伸长状态，弹力大小恰好等于B的重力，由胡克定律得kx2＝mg，由几何关系得知L＝x1＋x2＝＝0.2
m，故B正确．
9【答案】C
【解析】小球受重力和杆的作用而处于平衡状态，则可知小球受到杆的作用力一定与重力等大反向，则杆对球的作用力竖直向上．故C正确，A、B、D错误．
10【答案】(1)见解析图　(2)25
N/m
【解析】(1)用描点法得出图像如图所示．
(2)图像的斜率表示劲度系数的大小，注意单位要化成国际单位，由此可得k＝
N/m＝25
N/m.
11【答案】(1)2×103
N/m
(2)60
N
【解析】设弹簧劲度系数为k，在挂F1＝20
N的钩码时，弹簧伸长量x1＝1
cm，
由胡克定律得F＝kx，
代入数据解得k＝2×103
N/m.
当弹簧长为13
cm，此时伸长量x2＝3
cm，则弹簧此时的拉力F2＝kx2＝60
N.
【提升练】
12【答案】B
【解析】甲同学对乙同学的力是甲同学手掌形变产生的，A错误；乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的，B正确；甲同学手掌形变的方向是向左的，产生的弹力向右，C错误；乙同学手掌形变的方向向右，形变恢复的方向是向左的，D错误．
13【答案】AD
【解析】
一弹簧原长15
cm，受10
N外力作用时长度变为17
cm，由ΔF＝kΔx，可知弹簧伸长2
cm.若作用在弹簧上的外力大小变为20
N，应再伸长2
cm，则弹簧长度变为19
cm，故A正确，B错误；根据胡克定律F＝kx，得k＝＝
N/m＝500
N/m，故C错误，D正确．
14【答案】CD
【解析】由图读出弹力F1＝2
N时，弹簧压缩的长度x1＝L0－L1＝(6－4)
cm＝0.02
m，由胡克定律得弹簧的劲度系数k＝＝
N/m＝100
N/m，若在弹性限度内，当弹簧伸长0.2
m时，弹力的大小F＝kΔx＝20
N，故A、B错误，D正确；由图读出，弹簧的弹力F＝0时，弹簧的长度L0＝6
cm，即弹簧的原长为0.06
m，故C正确．
15【答案】(3)3.5　1.5　见解析
【解析】(3)由弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为x0＝3.5
cm，根据胡克定律
F＝kx，得k＝＝
N/cm≈1.5
N/cm.
在挂钩处挂一物体记录此时弹簧秤示数G1
，将弹簧秤倒过来，在拉环处再挂该物体记录弹簧秤示数G2
，则弹簧测力计外壳的质量是M＝.
16【答案】(1)ABC　(2)见解析图　20
【解析】(1)悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数；应在弹簧的弹性限度范围内进行测量；在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态；在测量弹簧原长时，应将弹簧挂在O点(由于弹簧有重力而伸长)时使其自然伸长而测出其长度，故A、B、C正确，D错误．
(2)根据数据描点连线，就能得到图线．
图线的斜率即为劲度系数，解得k＝
N/m＝20
N/m.
17【答案】(1)CBDAEFG　(2)200　该同学测的原长是水平自然原长，竖直时弹簧自身有重力　(3)不变
【解析】(1)实验中要先组装器材，即CB，然后进行实验，即D，最后数据处理，分析解释表达式，最后整理仪器；即AEFG.所以先后顺序为CBDAEFG.
(2)图像中的斜率表示形变量，则k＝
N/m＝200
N/m.图线不过原点说明没有力时有了形变量，说明弹簧有自身的重力存在，测得的原长是水平自然长度．
(3)红色指针从P位置往下挪到Q，只是在测量弹簧的原长时，原长偏大，挂上钩码后，弹簧的伸长量依然没有改变，故没有影响，所以测量得到弹簧的劲度系数不变．